Question

4．取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm打孔器打出小圆片若干（注意避开大叶脉），抽出小叶园片内的其体，并在黑暗处用清水处理使小叶圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的不同浓度的富含CO₂溶液的小烧杯中，置于光照强度和温度恒定且适宜的条件下，测得各组小叶圆片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1．

（1）该实验的目的是探究二氧化碳浓度对植物光合作用速率的影响．
（2）小叶片上浮的原因光合作用产生O₂存在叶肉细胞间隙，使叶片浮力加大．
（3）与a浓度相比，b浓度时小叶圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上NADPH的生成速率快（填“快”、“相等”或“慢”），此时小圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体．当CO₂浓度大于c时，随着CO₂浓度的增大，小叶圆片中有机物的积累速率变慢（填“加快”、“不变”、或“减慢”）．
（4）另取若干相同的小叶圆片分别置于温度保持相同且适宜，溶液CO₂浓度为a的小烧杯中，选用40W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验，根据实验结果绘制成图2曲线（X₁＞0）．限制AB段净光合速率的主要外界因素是CO₂浓度，C点的含义是光合作用与细胞呼吸速率相等时光源与小烧杯之间的距离．

Answer 1

分析 据图分析：图1是叶圆片沉浮法测定光合作用的相关曲线，图示结果表明随着碳酸氢钠浓度的增加，叶圆片上浮的时间先缩短后延长．
图2台灯与试管的距离在X₁～X₂时，随着光照的增强，光合速率不变；台灯与试管的距离大于X₂cm时，随着光照的增强，光合速率逐渐减弱；台灯与试管的距离为X₃时，净光合速率等于0，据此答题．

解答 解：（1）据图1可知，自变量为二氧化碳浓度，因变量为光合作用速率，因此该实验的目的是探究二氧化碳浓度对植物光合作用速率的影响．
（2）由于光合作用产生O₂存在叶肉细胞间隙，使叶片浮力加大，小叶片上浮．
（3）据图1分析，b的二氧化碳浓度高于a的二氧化碳浓度，叶圆片上浮时间较短，叶肉细胞的类囊体薄膜上[H]的生成速率快，此时叶圆片光合作用与呼吸作用都可以产生ATP，所以产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体．CO₂浓度大于c时，叶肉细胞的细胞外液浓度大于细胞液浓度，细胞失水增多，影响光合作用的进行，所以随着CO₂浓度的增大，小叶圆片中有机物的积累速率减慢．
（4）图2中B点刚刚达到光饱和点，此时限制光合作用的因素不是自变量光照强度，而是二氧化碳浓度．C点时氧气的释放速率为0，表示光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率．
故答案为：
（1）二氧化碳浓度对植物光合作用速率的影响
（2）光合作用产生O₂存在叶肉细胞间隙，使叶片浮力加大
（3）快    线粒体、叶绿体   变慢
（4）CO₂浓度，光合作用与细胞呼吸速率相等

点评 本题主要考查影响光合作用速率的因素及相关的探究实验，属于高频考点．解决本题的关键是图形分析和实验分析，要求学生明确曲线图中点、线的含义，并能利用图中信息准确答题．